接触网供电设备地面监测装置接入日全盲紫外成像仪分析研究


    接触网供电设备面监测装置
    接入日全盲紫外成仪分析研究
    摘 :着时代进步科学技术飞速发展电力设备逐渐着型化高速化系统化连续化动化方发展电力设备功增强时结构组成越越复杂设备间联系越越密切种背景旦某某电力设备发生障会引起链式反应影响电力系统正常运行造成巨济损失电力设备安全运行非常重
    电力设备障时表面放电会辐射出紫外线利日全盲紫外成技术电力设备放电进行检测[24]文描述接触网供电设备面监测装置结合日全盲紫外成仪工作原理特点通数证验证设备放电时电信号日全盲紫外成参量间关系日全盲紫外成见光成融合进行研究[1516]通电晕踪研究确定检测相关阀值通紫外成仪红外成仪互补技术带电设备维度检测切实提高供电检测准确度指导铁路供电设备运行检修维护提高供电设备运行质量[1718]
    关键词:接触网供电设备面监测装置紫外成电晕检测图叠加互补技术

    1 前言
    着现代电力工业着高压等级超容量发展保证电力生产安全高效运行电力设备状态检修提出更高求中牵引变电国家电网110KV220KV高电压降275KV低电压输送接触网供电力机车牵引变电线路中间车站布点基点牵引变电设备变换电压变压器接受分配电配电装置控制保护开关等牵引变电设备电变换关重保证设备正常运行电力安全生产中始终起着重作
    接触网供电设备面监测装置(简称6C装置)安装牵引变电日全盲紫外成仪(简称紫外成仪)安装6C装置护罩实现紫外成仪见光相机红外相机三通道成检测6C装置接入紫外成仪变电电气节点实时电晕检测漏电放电异常缺陷进行动电晕检测紫外成仪适应全天候全工况非接触式电晕检测具远距离停电接触直观快速安全应范围广等优点[1] [5] [7]研究紫外成仪检测电晕严重程度指数提出影响检测精度素全面提高电气节点电晕测量准确性利指导供电设备检修维护提高设备运行率

    2 6C装置紫外成仪工作原理
    6C装置通红外热成技术实现电气设备线路热缺陷进行探测变压器断路器互感器隔开绝缘子串等具电流致热效应致热效应二次回路进行重点监控智分析温度变化通采集红外热成数见光图数进行图识处理相关超限数进行动报警实现温度异常变化报警分析缺陷数时传输面数终端指导变电设备检修维护系统功:
    1) 该装置实现变电变电设备进行定时间周期进行巡航监测
    2) 定目标进行定点监测
    3) 指定时间段特定目标进行定点监测
    4) 红外高清相机清晰成实时图处理数步
    5) 基图智识缺陷特征进行动报警
    6) 值守技术动开关机技术
    7) 高速数处理集成技术综合处理
    8) 供电设备状态检测常态化全覆盖化
    9) 缺陷动报警数实时线传输
    6C装置安装示意图图1示:
    图1 6C装置线式日全盲紫外成仪安装示意图
    然界中物体带电体局部电压应力超界值时会空气游离产生电晕放电现象特高压电力设备常设计制造安装维护工作良产生电晕闪络电弧放电程中空气中电子断获释放量电子释放量(放电)便会放出紫外线利紫外成仪牵引变电电气节点进行电晕检测行[68]
    图1示紫外成仪安装护罩护罩紫外滤光片紫外成仪红外锗窗口红外相机见光相机等构成典型应安装牵引变电馈入馈出高压室着变电设备工作实现变电电气节点进行电晕检测中典型电晕缺陷进行动监测报警变电诸高压套低压套穿墙套断路器互感器隔离开关等高压电气设备周围环境辐射紫外量量通滤光片杂光穿紫外物镜收集目标紫外辐射量目标成变光阴极通变紫外波段微弱信号进行放转换成适合眼观察图呈现荧光屏耦合镜变收集图呈现图传感器(CMOS)靶面光电转换量信号转换电信号AD采样量化必滤波处理转换终电晕数终紫外图片形式予输出紫外成装置工作原理[5][6]图2示

    图2 紫外成仪工作原理

    3 紫外成仪观测距离检测影响
    更明确观测距离远紫外光子数存影响实验中模拟稳定放电恒定放电源放电情况[24]紫外成仪处实时模式工作实验期间测试全部变改变观察距离紫外成仪焦距两米设置观察距离235米间变化范围设置20观测点次重复观测点均光子数值实验数表1示
    表1 紫外光子数观测距离间关系
    距离m
    紫外光子数
    距离m
    紫外光子数
    2
    842
    15
    61
    3
    751
    165
    55
    4
    472
    18
    47
    5
    336
    20
    45
    6
    242
    22
    35
    75
    202
    24
    35
    9
    141
    26
    31
    105
    120
    28
    30
    12
    111
    30
    25
    135
    80
    33
    25
    分析述数知:然电晕存点分散性次实验计数中分散性单次实验计数均值差非常稳定光子数值表示电晕强度两者间关系进行拟合拟合出曲线图3示图知:光子数会着观测距离增加减放电时球面光子密度决定观测距离越远应光子密度会越紫外成仪观测角度口径定测光子数会变通次拟合发现两者关系致yAxb描述b值15左右时拟合曲线实际曲线基致

    图3 观测距离检测紫外光子数关系

    4 紫外原始图见光图双光谱成
    双光谱成文基波变换图融合成波变换具分辨率分析特点图分解成系列具空间分辨率频域特性子图频域采融合策略提取紫外图见光图信息减少价值信息丢失[1516]图波分解紫外信号见光信号细节信息体现高频区域模糊信息体现低频区域
    假设两幅配准图AB图AB低频系数矩阵区域方差显著性S(Ar)S(Br)
    Z(A)Z(B)分表示图AB波低频部分系数矩阵r(ab)表示波系数空间位置:
    Qr2xr∈Rwr|ZAru(Ar)||ZBruBr|SAr+S(Br) (41)
    式中:Q(r)图AB低频系数矩阵r点区域方差匹配度值01间变化值越两幅图低频系数相关程度越低
    w(r)权值
    Z(Ar)Z(Br)图AB波低频系数矩阵表(ab)元素值
    u(Ar)u(Br)图ABd 低频系数矩阵r中心R区域均值
    研究方差匹配度阀值H05融合图F
    Q(r)≥05时采均融合策略:
    Z(Fr)YminZFr+YmaxZFr SAr式中:Ymin0505x1Qr(1H) Ymax1Ymin
    Q(r)<05时采选项融合策略:
    Z(Fr)ZBr SAr确定融合图波系数研究图进行逆波变换合成图F研究提出方法加权均法拉普拉斯金字塔变换法较融合图效保留细节
    边缘图更加清晰细节更加丰富融合效果更图4示:
    图4 日全盲紫外图
    图4中(a)图紫外成原始图图中出:紫外成仪输出原始图图片信息通滤波器波长较长见光源构成图全部滤掉波长较短日全盲紫外信号避免外界光信号干扰清晰直观探测电力设备放电情况电力设备进行障定位时需放电情况显示电力设备两张源图进行叠加张日全盲紫外成图张正常见光图图4中(b)图图4中(c)图日全盲紫外成图见光叠加图样叠加图清晰表明电力设备放电情况通放电检测轨迹分析实现电力设备障预测分析
    5 紫外成仪红外热仪互补技术
    紫外成仪检测红外成种互补性非突性技术[914]电力设施完整检测应该包括紫外成红外成见光检测电晕种发光表面局部放电空气局部高强度电场产生电离该程引起微热量通常红外检测发现红外热成反映温度场分布发现热相关设备缺陷[1718]紫外成仪直接反映出空间电场分布发现引起电场异常设备缺陷相红外成仪远距离高效率安全确定:
    1) 电晕放电表面局部放电源
    2) 支柱式绝缘子微观裂纹
    3) 线评估绝缘表面电导(污秽程度)
    4) 检测运行中电力设备外绝缘子闪络痕迹
    5) 评估验收高压带电设备布局结构安装工艺设计否合理均压环出厂安装质量问题导线拉伤松股等(唯通检测进行评估方法)
    6) 清晰观察高压输电线路断股严重腐蚀线径引起电晕放电断股会形成爆裂状放电线径会形成连续放电发光导线产生电晕加速导线电灼伤进步引发更强烈电晕终严重影响导线寿命甚酿成断线严重事
    7) 找出干扰通讯线路高压输电线路放电部位电流中存高次谐波频率通讯线路频率重合时会产生严重干扰通该仪器发现放电部位排干扰
    8) 快速发现高压输变电设备搭接导电物体金属丝
    9) 高效线检测合成绝缘子碳化道
    10) 发现合成绝缘子破损脏污鸟粪污染均压环放电等设备缺陷
    表2紫外成仪红外成仪维度区域检测参数图5紫外成仪红外成仪互补技术应
    表2 紫外成仪检测红外热仪检测参数
    项目
    紫外成仪检测
    红外成仪检测
    光谱范围
    02500280微米白天电晕检测
    814微米
    仪器敏感范围
    紫外辐射
    热产生红外辐射
    产生原
    绝缘子套导线污染产生电晕电弧导线损坏分离器松弛部件尖部安装复合绝缘子缺少弧型喇叭等
    电流时高电阻缺陷连接良带电绝缘子部缺陷电弧
    电力素
    电压关
    电流关
    检测时加载


    强阳光干扰
    成仪受太阳光影响仪器完全太阳盲区

    天气状况
    高湿度低气压高温促进电晕放电
    高温天气干扰检测雨天检测
    音频噪音


    成通道
    双通道:见光+UV合成视频图
    单通道者见光+红外通道
    输出
    视频剪辑
    静态
    检测模式
    便携式固定式机载式
    便携式固定式机载式
    检测阶段
    般检测出缺陷劣化前期
    检测缺陷期现象
    图5 紫外红外结合图

    6 结
    文根6C装置接入线式日全盲紫外成仪分析研究出应场景工作原理分析试验观测距离紫外成仪检测影响结合牵引变电供电设备检测具体应场景通相关分析出紫外原始图见光图双光谱成牵引变电带电设备检
    查具重意义结合紫外成仪红外热仪互补技术针检测方式设备进行测试试验结果证明紫外线红外线检测预测性维护完整解决方案满足接触网供电设备面监测装置(6C)暂行技术条件相关求[13]
    参考文献
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    [17] 李鹏程 基红外测温技术变电设备缺陷诊断分析 华北电力学硕士毕业文 201403
    [18] 孙丽 距离红外热仪测温精度影响研究 长春理工学硕士毕业 200804
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